Ir tik daudzas lietas, kuras, balstoties uz pasaules veiksmīgo pieredzi, esam ieviesuši mūsu ikdienā un padarījuši par neaizstājamām. Esam bijuši arī pionieri un pasaulei prezentējuši savus atklājumus medicīnā un pierādījuši savu talantu inovatīvu tehnoloģiju radīšanā. Taču ir vismaz viena pasaulē jau zināmu laiku aktuāla lieta, kurai neesam spējuši izsekot līdzi un ieviest to mūsu ikdienā.
Structural health monitoring (SHM) – sistēma, kuru Latvijā zina retais. Burtiski tulkojot, tā būtu ēku veselības monitoringa sistēma, taču, pēc tās pamatuzdevuma, precīzāk to būtu saukt par būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēmu.
Attīstītajās valstīs vienkārši šīs sistēmas aizmetņi atrodami jau 20. gadsimta piecdesmitajos gados. Diemžēl Latvijā šī sistēma ir sveša, tai skaitā arī profesionāļu vidē par šo sistēmu retais zina, runā un vēl retāk pielieto. Tāpēc zināmas vien dažas ēkas, kurās tā ir uzstādīta. Mēs ļoti labi pārzinām citas sistēmas – videonovērošanu, signalizāciju utt., taču par SHM informācijas ir maz. Pēc mūsu rīcībā esošās informācijas, arīdzan mācību procesā būvniecības jomā šī tēma nav populāra un tai pieskaras tikai garāmejot. Bet, paskatoties uz pasaules pieredzi, redzam, ka šajā nozarē ir veikti ļoti daudzi pētījumi un sarakstīti neskaitāmi zinātniski darbi. Globāli šī tēma ir ļoti aktuāla, jo patlaban būves kļūst arvien lielākas un sarežģītākas, savukārt materiāli – arvien, sauksim lietas īstajos vārdos, lētāki. Jo viss pamatu pamatos taču griežas ap līdzekļu ekonomiju. Līdz ar to nav šaubu, ka ir ļoti svarīgi mums pašiem sekot līdzi tam, kas notiek mūsu ēkās, nevis tikai akli uzticēties konstruktoru un arhitektu aprēķiniem. Veids, kā to izdarīt – uzstādot ēkās SHM.
Attīstītajās valstīs SHM ir kļuvusi par būtisku instrumentu, kas palīdz inženieriem noteikt ēku kritisko struktūru drošības stāvokli un pārraudzīt to. Šī sistēma apvieno dažādas tehnoloģijas un kontrolē dažādus mērījumus, lai nodrošinātu visaugstāko drošības pakāpi un precizitāti liela laiduma būvju konstrukciju stāvokļa izmaiņu diagnosticēšanā. SHM sistēma dod iespēju 24 stundas diennaktī septiņas dienas nedēļā 365 dienas gadā kontrolēt ēku konstrukciju stāvokli un to pieļaujamās novirzes no normas.
Jā, jā, patiešām – ēkas staigā. Tās nav nekustīgas. Ja tās tādas būtu, uzreiz arī sabruktu. Ēkām un konstrukcijām notiek dabiskā staigāšana dažādu faktoru ietekmē. Vai tas ir aukstums vai siltums, vai mitrums – tie ietekmē ēkas katrs savā veidā. Tā tas notiek, un tas ir normāli. Fizika! Materiālu izplešanās un saraušanās šo faktoru ietekmē ir dabisks process, ko diktē fizikas likumi. Pret likumiem nav jēgas cīnīties, tos ir jāiemācās pieņemt un izmantot savā labā. Bet vēl svarīgāk – lai šie fizikas diktētie procesi tiktu uzraudzīti.
Kā šie procesi tiek uzraudzīti Latvijā? Vai mūsu lielajās ēkās ir uzstādīta šī gudrā sistēma, kas bez pārtraukuma monitorē ēkas konstrukciju stāvokli? Ir! Ēkās, kuras varam saskaitīt uz vienas rokas pirkstiem – piemēram, kādā HES, Doma baznīcā, vēl pāris ēkās. Tādējādi sanāk, ka vairumā gadījumu pie mums ēku konstrukciju drošība tiek diagnosticēta ar aci. Vai tas izklausās ļoti pārliecinoši un droši? Ja laikus pamanām, ka sienā ir radusies plaisa, kas liecina par pārlieku lielām novirzēm no normas, tad mums ir paveicies. Principā plaisa vai izliekums sienā signalizē par kritisku novirzi no normas. Iespējams, es, Miks Stūrītis, to definētu kā paaugstinātas bīstamības situāciju. Bet, iespējams, Jānis, Juris vai Pēteris, kuriem ir rāmāks skats uz dzīvi, uzskatītu, ka tas ir tikai kosmētisks defekts. Cilvēks ir cilvēks. Informāciju uztveram dažādi. Kļūdāmies. Ar to arī atšķiramies no automātikas.
Šobrīd ēku konstrukciju monitorings, ko veic Latvijā, pret būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēmu ir salīdzināms ar stacionārā telefona funkcijām pret mobilā telefona funkcijām. Labākajā gadījumā cilvēks laikus pamana un identificē problēmu. Sliktākajā gadījumā nepamana vai pārprot. Savukārt SHM strādā bez pārtraukuma, jau laikus nosakot problēmas. Neviena būve nesabrūk tāpat vien uz līdzenas vietas. Tā jau laikus dod zīmes, kuras liecina par problēmām. Diemžēl cilvēki šīs zīmes dažkārt vai nu nepamana, vai nemāk atšifrēt. Sistēmai tas ir uzdevums – pamanīt un brīdināt.
Ja būvē vai konstrukcijā ir uzstādīta šāda sistēma, tad tā spēj saprast un izanalizēt katru konkrēto situāciju, nosakot, vai izmaiņas definējamas kā norma, kas tikusi paredzēta vēl projekta izstrādes aprēķinos un pieļauta jau sākotnējā iecerē un nerada nekādus riskus, vai tomēr konstatētās izmaiņas jau sāk kļūt bīstamas un nepieciešama iejaukšanās.
Būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēma, kā likums, būtu obligāta visās liela laiduma ēkās – tiltos un pārvados, arēnās, angāros, tirdzniecības kompleksos, ražošanas celtnēs, vēsturiskās ēkās, stacijās, industriālās būvēs, augstceltnēs, hallēs. Mums varētu likties, ka šāda sistēma vairāk būtu vajadzīga valstīs, kur ir aktīvas seismiskās zonas. Taču neaizmirsīsim, ka paši dzīvojam tādos platuma grādos, kur ir ļoti mainīgi klimatiskie apstākļi – no mīnus 30 grādiem ziemā līdz plus 30 grādiem vasarā. Šādi mainīgi apstākļi ļoti ietekmē ēkas – mīnus 30 grādi un mitrums var būt nopietns iemesls satraukumam visiem ēku īpašniekiem. Nenotīrīts sniegs uz jumta, par ko cilvēks vienkārši var aizmirst, sistēmai ir iestādīts kā viens no kontroles elementiem. Sistēma jau laikus pamanītu bīstamu izliekuma veidošanos un brīdinātu par to.
Būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēmu nav par vēlu uzstādīt arī tad, ja ēka jau ir uzcelta, proti, pēc būvniecības pabeigšanas. Protams, ideālais variants būtu šo sistēmu uzstādīt, jau iestrādājot to konstrukcijās, bet ir metodes, kā to var izdarīt arī pēc būvniecības pabeigšanas. Šī sistēma nav sarežģītāk uzstādāma kā citas, piemēram, videonovērošanas sistēma vai ugunsgrēka atklāšanas un trauksmes izziņošanas sistēma. Visas vajadzīgās iekārtas ir iegādājamas, speciālisti, kas to var uzstādīt, ir pieejami arī Latvijā. Jā, kā jau visur, jautājums vienmēr atduras pret naudu. Cik tas maksās? Noteikti dārgi? Konkrētas izmaksas, protams, ir atkarīgas no katras būves un konstrukcijas, kur tās aprēķinās profesionāli inženieri sadarbībā ar būvkonstruktoriem un elektronikas jomas speciālistiem, apsekojot konkrēto ēku un nosakot kritiskās vietas un principus, kas katrai ēkai tomēr ir atšķirīgi. Katrā gadījumā, manuprāt, cena ir samērojama ar ieguvumu – drošību.
SHM – būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēma – ir nozare, kur satiekas divas zinātnes – būvkonstruktoru zinātne un elektronikas un IT joma. Ja būvkonstruktors perfekti pārzina savu jomu, bet neko negrib dzirdēt par elektroniku, savukārt elektroniķis neko negrib zināt par būvkonstrukciju, tad, iespējams, šis ir iemesls, kāpēc SHM pie mums nav kļuvusi populāra. Vienkārši abu zinātņu speciālisti nav pietiekami informēti par otru jomu. Iespējams, nākotnē derētu pārdomāt būvniecības studiju programmas obligāto mācību vielu. Jo, kamēr nebūs sinerģijas starp šīm abām jomām, tikmēr būvju nestspējas stāvokļa kontroles sistēma nekļūs populāra pie mums. Tāpat viela pārdomām būtu kā privātajam, tā valsts sektoram – ne tikai sekot līdzi pārbaudītām vērtībām būvniecības jomā, bet apgūt arī jaunākās attīstības tendences, tās ieviešot praksē Latvijā.